[發明專利]ZnO/SiC/Si異質結太陽能電池及其制備方法

無效

• 申請號: 200910236480.0
• 申請日: 2009-10-21
• 公開（公告）號: CN101694853A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 傅竹西
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/06;H01L31/0352;H01L31/18;C23C16/40;C23C14/34;C23C14/08;C23C16/32
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種制備如下ZnO/SiC/Si異質結太陽能電池的方法，包括如下步驟：

所述ZnO/SiC/Si異質結太陽能電池，由襯底層、位于所述襯底層之上的SiC層和 位于所述SiC層之上的ZnO層組成；

所述構成襯底層的材料為Si片；

所述襯底層的厚度為3-4毫米，所述SiC層的厚度為500-3000納米，所述ZnO 層的厚度為300-2000納米；

1)在襯底層上外延生長SiC層；

2)在所述SiC層上外延生長ZnO層，得到所述ZnO/SiC/Si異質結太陽能電池；

步驟1)中，所述外延生長SiC層的方法為化學氣相沉積方法；

所述化學氣相沉積或金屬有機化學氣相沉積方法中，選用氫氣作為載氣，選用硅 烷和丙烷作為反應源，選用鋁源作為摻雜劑；

所述鋁源為三甲基鋁；所述硅烷的流量為60-100毫升/分鐘，所述丙烷的流量為 1-3毫升/分鐘；所述三甲基鋁的流量為2-5毫升/分鐘；沉積的溫度為1100-1350℃； 沉積的時間為40-90分鐘；所述載氣的流量為1.5-3升/分鐘；沉積的壓力為500-5000Pa；

步驟2)中，所述外延生長ZnO層的方法為化學氣相沉積方法或反應濺射方法；

所述化學氣相沉積方法和金屬有機化學氣相沉積方法中，選用氮氣作為載氣，選 用水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳和二氧化氮中的至少一種作為氧源，選用二乙基鋅作 為另一反應源，選用鋁源作為摻雜劑；

所述反應濺射方法中，選用含鋁的鋅靶或者同時用鋁靶和鋅靶作為靶材，選用氧 氣作為反應氣體，選用氬氣作為濺射氣體；

所述化學氣相沉積方法和金屬有機化學氣相沉積方法中，所述載氣的流量為1-3 升/分鐘；沉積的溫度為300-700℃，沉積的時間為40-80分鐘；所述氧源和所述二乙 基鋅的摩爾比為1∶1-1∶4；

所述反應濺射方法中，所述含鋁的鋅靶中，鋁和鋅的重量比為0.1％；所述鋁靶和 鋅靶中，鋁和鋅的重量比為0.1％；所述氧氣和氬氣的壓力比為1∶2-1∶6，濺射的 壓力為300-1000Pa，濺射的溫度為200-450℃，濺射的功率為20-200W，濺射的時間 為0.5-2小時。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟1)中，所述硅烷的流量 為80毫升/分鐘，所述丙烷的流量為2毫升/分鐘；所述三甲基鋁的流量為3毫升/分 鐘；沉積的溫度為1300℃；沉積的時間為60分鐘；所述載氣的流量為2升/分鐘；沉 積的壓力為1500Pa；

所述步驟2)中，所述化學氣相沉積方法和金屬有機化學氣相沉積方法中，所述 載氣的流量為2升/分鐘；沉積的溫度為500℃，沉積的時間為60分鐘；所述氧源和 所述二乙基鋅的摩爾比為1∶2；

所述反應濺射方法中，所述氧氣和氬氣的壓力比為1∶4，濺射的壓力為500Pa， 濺射的溫度為350℃，濺射的功率為100W，濺射的時間為1小時。